Les herbonautes

"Ce robotaniste, quel caractère ?"

Notre robotaniste souhaite mettre à disposition ses ressources de calcul informatique et sa grande mémoire pour aider la consultation et la recherche des spécimens de collections naturalistes. Mais pour commencer il doit apprendre à reconnaitre une douzaine de « caractères descriptifs » des plantes (des traits morphologiques) à partir des images d’herbier : forme du limbe, disposition des feuilles, type de port de la plante, etc.  Pour réussir cette mission d’apprentissage, il a besoin des Herbonautes, seuls capables de lui fournir quelques milliers d’exemples de ces traits descriptifs pour des tests de reconnaissance et de documentation automatique d’images.  

Nous vous proposons dans cette mission, un premier lot de 4 000 images de différents groupes de plantes et une liste de caractères à annoter sous forme de questions. Avec votre aide et beaucoup de travail, notre robotaniste pourra s’entraîner et à terme, décrire les millions d’images de la base de données RECOLNAT.

Photos d'herbier avant et après avoir appliqué un programme de nettoyage d'images par segmentation (UMMISCO). Ce nettoyage permet de ne garder que la partie biologique sur la photo pour entraîner le réseau de neurones.

La mission s’inscrit dans le cadre du projet e-COL+ (ANR-21-ESRE-0053) « valorisation des données naturalistes ». Ce projet a pour objectif d’enrichir les collections d’histoire naturelle avec des images 3D en utilisant des équipements de numérisation tomographiques et surfaciques. Ce corpus de modèles 3D bénéficiera du développement d’une interface de consultation « intelligente » incluant la navigation et la recherche par caractères descriptifs. La méthode ainsi développée sur la base des images 2D d’herbier, sera ensuite adaptée pour traiter les images 2D et 3D des collections de zoologie.

Gorilla gorilla gorilla Savage, 1847. Méthode d’imagerie : scan laser et de photogrammétrie, Plateforme Surfaçus, Muséum national d’histoire naturelle (spécimen MNHN-ZM-MO-2000-667).

Modèle 3D de la tête Loxodonta cyclotis Matschie, 1900. Méthode d’imagerie : tomographie par rayon X, Plateau technique AST-RX, Muséum national d’histoire naturelle (spécimen : crâne d'éléphant d’Afrique , MNHN-ZM-MO-1956-194).

Consignes de la mission

Pour cette mission, nous avons utilisé un algorithme de « tirage au sort » pour sélectionner un lot d’images de différentes espèces de plantes. L’objectif étant d’obtenir dans la mesure du possible, une grande diversité de caractères morphologiques pour les annotations.

1-Texture de la tige :

Notez s'il s'agit d'une plante ligneuse ou herbacée.

                                        Exemples de plantes ligneuse (glycine) et herbacée (myosotis)

2- Présence d’épines sur la tige :

Notez « oui » ou « non ».

3- Bordure des feuilles ou folioles :

Notez : lisse (entière), dentée ou lobée.

4- Taille de la feuille ou de la foliole :

Notez : moins d’1 cm, entre 1 cm et 10 cm ou plus de 10 cm (vous pouvez vous baser sur la largeur de l'étiquette du code-barres, elle mesure 5 cm).

5- Forme générale du limbe :

Plus grande largeur du côté basal : ové (a)

Plus grande largeur du côté apical : ob-ové (b)

Plus grande largeur dans la zone centrale : elliptique (c)

Allongée en forme de fer de lance : lancéolée (d)

                                a : ové             b : ob-ové      c : elliptique    d : lancéolée

6- Disposition des feuilles sur la tige :

Notez : alterne, opposée ou verticillée.

                          a : alterne                 b :  opposée                c : verticillée

7- Extrémité des feuilles ou de la foliole :

Notez : aiguë, arrondie, échancrée, acuminée. Attention, sur un même spécimen, il peut y avoir plusieurs formes d’extrémité du limbe pour les feuilles ou les folioles, vous pouvez ainsi cocher plusieurs possibilités.

                      a : aiguë                 b : arrondie             c : échancrée            d : acuminée

8- Base de la feuille ou de la foliole :

Notez : aiguë, arrondie ou auriculée. Attention, sur un même spécimen, il peut y avoir plusieurs formes de la base du limbe pour les feuilles ou les folioles, vous pouvez ainsi cocher plusieurs possibilités.

                                                 a : aigüe              b : arrondie           c : auriculée

9- Implantation des feuilles sur la tige :

Notez si les feuilles sont pétiolées (elles sont attachées sur la tige via un pétiole) ou sessiles (implantées directement sur la tige sans pétiole).

10- Observez-vous une pilosité sur le limbe ?

Notez : « oui » ou « non ».

11-Présence des fleurs et/ou des fruits :

Notez : fleur, fruit ou absents.

12- Si présence de fleurs/fruits, notez si elles/ils sont solitaires ou bien s'il s’agit-il d’une inflorescence/d’une infrutescence ?

Notez : fleur/fruit simple (chaque fleur/fruit est attaché à la tige par son propre pédoncule) ou inflorescence/infrutescence (attachement à la tige d’un groupe de fleurs/fruits par un seul pédoncule).

                                                            Exemples de fleurs simples

                  Quelques exemples d’inflorescences : a/grappe, b/épi, c/corymbe, d/ombelle, e/capitule

Cette mission est proposée par les équipes de l’UMMISCO (Unité de Modélisation Mathématique et Informatique des Systèmes Complexes, IRD) et de l'UMR ISYEB (Institut de Systématique et Biodiversité, équipe LIS Laboratoire Informatique et Systématique SU MNHN).

Crédits photos :

https://www.jardinsdugue.eu/la-feuille-fixation-base-apex-nervures/

https://biologievegetale.be/morphologie-vegetale/angiospermes/angiospermes-organographie/inflorescences/

https://www.gettyimages.fr/illustrations/

https://fr.dreamstime.com/robot